JP2012158507A

JP2012158507A - 電子部品焼成用セッター

Info

Publication number: JP2012158507A
Application number: JP2011020965A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Kawamura; 明義川村
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-02-02
Filing date: 2011-02-02
Publication date: 2012-08-23

Abstract

【課題】セラミック基板からなる電子部品において、焼成時の雰囲気ガスや温度のばらつきによって、バインダー除去状態のばらつきが生じ、焼結の不均一が起きていた。この結果、セラミック基板の反りや割れが発生していた。
【解決手段】セラミック基板を焼成する際に載せるセッターの貫通孔の開口面積の比率を、周縁部よりも中央部を高くし、雰囲気ガスや温度の分布を、焼結が均一に進むように調節し、セラミック基板の反り、割れを低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、セラミック基板などの電子部品の焼成に用いる電子部品焼成用セッターに関する。

一般に、低温焼結セラミック基板（いわゆるＬＴＣＣ）の焼成には、被焼成物をアルミナなどの耐火物からなる平板状あるいは箱型の電子部品焼成用セッターに載せて焼成し、平滑な基板を得る。

従来の電子部品焼成用セッターとしては、例えば、特許文献１に記載の図５に示すような電子部品焼成用セッター９０が知られている。この電子部品焼成用セッター９０は、多孔質セラミック板９２からなる電子部品焼成用セッターであり、その表裏面を貫通して通気孔９３が形成されている。

このような電子部品焼成用セッター９０に設けられた貫通孔は、被焼成物であるセラミックシート圧着体の前記セッター面側の通気性を向上させ、バインダーガスを抜けやすくするはたらきを行い、被焼成物に含まれるバインダーの除去効率を改善することができた。

特開２００２―２６５２８１号報

図６は、バッチ炉（図示せず）などにおいて、セラミックシート圧着体を多段積み焼成するときの工程の断面図である。図６に示すように、セラミックシート圧着体９６を電子部品焼成用セッター９０に載置し、スペーサー９４を挟んで、多段に積み上げたものをバッチ炉に投入して焼成を行う。

前記セラミックシート圧着体９６を多段積み焼成する場合、前記セラミックシート圧着体９６とその上段の電子部品焼成用セッター９０との間隔が狭くなるため、雰囲気ガスの通気が円滑に行われない。このために、従来の電子部品焼成用セッター９０を用いた場合、セラミックシート圧着体９６の面内中央部と周縁部で、雰囲気ガス並びに温度のばらつきが生じ、バインダー除去が均一に進まない。このために、セラミックシート圧着体９６の焼結は均一に進まず、得られるセラミック焼結体では、反りや割れが多く発生していた。

本発明は、かかる実情に鑑み、被焼成物であるセラミックシート圧着体内のバインダー除去状態のばらつきを抑え、セラミックシート圧着体の焼結が均一に進み、焼成後のセラミック焼結体の反り、割れが低減できる電子部品焼成用セッターを提供しようとするものである。

本発明による電子部品焼成用セッターは、電子部品を一方主面に載置して用いる矩形平板状の電子部品焼成用セッターであって、前記矩形平板状の表裏面を貫通する複数の貫通孔を有し、前記貫通孔の開口率を、前記矩形平板状の矩形の中央部から周縁部に向かって段階的に低くしたことを特徴とする。ここで、貫通孔の開口率とは、単位面積当たりの貫通孔の底面積の和の比率をいう。

上記構成によれば、電子部品をバッチ炉などで多段積み焼成を行う工程において、被焼成物である電子部品のバインダー除去状態のばらつきを抑え、電子部品の反り、割れを低減することが可能となる。

本発明による電子部品焼成用セッターは、好ましくは、前記貫通孔のすべての底面形状とその大きさを同一とし、前記矩形平板状の矩形の中心を中心とする円の内側の領域とその外側の領域とで、前記貫通孔を配置する周期を異ならせる。

上記構成によれば、被焼成物である電子部品の雰囲気ガスや面内温度分布の調節において、その焼結が均一に進む条件を、効率よく見出すことができる。

本発明による電子部品焼成用セッターは、好ましくは、前記貫通孔の底面の大きさを異ならせる。

上記構成によれば、被焼成物である電子部品の雰囲気ガスや面内温度分布の調節において、その焼結が、より均一に進む条件を見出すことができる。

本発明によれば、電子部品焼成後の焼結体の反りや割れを低減することができる。

本発明の実施形態に係る電子部品焼成用セッター平面図である。本発明の電子部品焼成用セッターを用いた多段積み焼成工程の断面図である。本発明の電子部品焼成用セッターを用いて焼成した電子部品の反りの分布図である。本発明の実施形態の変形例に係る電子部品焼成用セッター平面図である。従来の電子部品焼成用セッターの斜視図である。従来の多段積み焼成工程の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本実施形態の電子部品焼成用セッター１０の平面図である。

本実施形態の電子部品焼成用セッター１０は、図１に示すように、アルミナ等からなる矩形平板状のもので、その表裏面を貫通する多数の貫通孔１１が形成されている。そして、その貫通孔１１は、電子部品焼成用セッター１０の、周辺部に比べ、中央部で、より密に配置されている。

電子部品焼成用セッター１０は、厚み２ｍｍ、１辺Ｗが１５０ｍｍの矩形平板状をしている。前記貫通孔１１は、すべて、直径Ｒ１が１．０ｍｍの円孔で形成され、電子部品焼成用セッターの矩形の中心Ｓから半径Ｒが６０ｍｍ以内の領域では、貫通孔１１は周期（中心間距離）Ｓ１が２ｍｍ、それ以外の領域では、周期Ｓ２が４ｍｍで配置されている。また、電子部品焼成用セッターの周縁から距離Ｌ１が１０ｍｍの領域は、その強度を保つために貫通孔は設けていない。

また、電子部品焼成用セッター１０の表面には、電子部品の焼結時に、被焼成物と電子部品焼成用セッター１０とが反応して融着することを防ぐために、ジルコニアなど反応性の低い材料をコーテイングしてもよい。

なお、貫通孔の形成方法は、特に限定するものではなく、通常のドリルやレーザーなどを利用して作製することができる。

次に、電子部品焼成用セッターを用いて、電子部品を多段積みにして焼成する工程について説明する。

図２は、多段積み焼成の工程において、被焼成物を電子部品焼成用セッターに載置したものを積み上げた概略の状態を示す断面図である。セラミックグリーンシートを積層圧着したセラミックシート圧着体２１を矩形平板状の電子部品焼成用セッター１０に載せ、高さｈが１０ｍｍのスペーサー２２を挟んで積み上げ、焼成炉（図示せず）にて焼成する。このとき、バインダー除去を促進するために、雰囲気ガスを炉壁側から被焼成物であるセラミックシート圧着体２１に向けて供給する。

このように雰囲気ガスを供給して焼成する際、セラミックシート圧着体２１とその上段の電子部品焼成用セッター１０との空隙における雰囲気ガスの不均一や温度ばらつきがあると、セラミックシート圧着体２１のバインダー除去が均一に進まないなどの影響が出る。具体的には、従来の貫通孔の直径及びピッチが一定に形成された電子部品焼成用セッターを用いた場合、セラミックシート圧着体２１の周縁部からバインダー除去が進みやすく中央部に近いほど遅れる傾向となる。また、被焼成物が電子部品焼成用セッターに接触している面側と、接触していない面側とでも、バインダー除去状態に差が生じる。バインダー除去が均一に進まないと、セラミックシート圧着体の焼結も均一に進まず、焼成後のセラミック焼結体は、反りや割れが発生しやすくなる。これらの不具合を改善するために貫通孔を設けた電子部品焼成用セッターが各種考案されている。

そこで、本実施形態では、貫通孔を設けた矩形の電子部品焼成用セッターにおいて、その角部付近と中央部とで、貫通孔の開口率を変えることにより、被焼成物の面内領域並びに被焼成物と電子部品焼成用セッターの接触面側と非接触面側、これらの雰囲気ガスの不均一や温度ばらつきを抑制する。その結果、バインダー除去状態のばらつきを抑え、電子部品の焼結が均一に進み、反り、割れなどの不具合を低減することを目的としている。

図３は、本実施形態の電子部品焼成用セッターと従来の電子部品焼成用セッターをそれぞれ用いて、セラミックシート圧着体を焼成し、その反りを比較したものである。図３（ａ）が本実施形態の電子部品焼成用セッターを用いて作製したセラミック焼結体の反りを測定したグラフで、図３（ｂ）が従来の電子部品焼成用セッターを用いたものである。各電子部品焼成用セッターの寸法条件は、図３（ａ）は、前記した電子部品焼成用セッター１０の通りのものを用い、図３（ｂ）は、すべての貫通孔の直径が１．０ｍｍで、周期は全面にわたって２ｍｍとし、厚みなどほかの条件はセッター１０と同じとした。

図３（ａ）、（ｂ）に示す通り、従来の電子部品焼成用セッターを用いたものでは、矩形状の４つの角部が大きく反り上がる形となっているのに対し、本実施形態の電子部品焼成用セッターを用いたものでは、それが抑えられている。セラミック焼結体の基板面内の最も高い点と最も低い点の高低差を定量比較してみると、次の通りであった。図３（ａ）では、最高点は基準点Ｓのところで０ｍｍ、最低点Ａ１が−０．２５ｍｍで、高低差は０．２５ｍｍ、図３（ｂ）では、最高点Ｂ２が０．１２ｍｍ、最低点Ａ２が−０．３３ｍｍで、高低差は０．４５ｍｍであった。

上記より、電子部品焼成用セッターの貫通孔の開口率を、矩形の中央部から周縁部に向かって段階的に低くすることで、セラミック焼結体の反りを抑える効果が得られることが分かる。

図４は、本実施形態の変形例である電子部品焼成用セッター４０の平面図である。

電子部品焼成用セッター４０は、図４に示すように、前記した電子部品焼成用セッター１０と同じように、貫通孔４４が、その周辺部に比べ、中央部で、より密に配置されている。

電子部品焼成用セッター４０は、厚み２ｍｍ、１辺Ｗが１５０ｍｍの矩形をしている。電子部品焼成用セッター４０の中心Ｓから半径Ｒが６０ｍｍ以内の領域では、直径Ｒ３が２ｍｍの貫通孔４３は周期Ｓ３が３ｍｍで配置され、それ以外の領域では、直径Ｒ４が１ｍｍの貫通孔４４は周期Ｓ４が４ｍｍで配置されている。また、図１のものと同様に、電子部品焼成用セッターの周縁から距離Ｌ１が１０ｍｍの領域は電子部品焼成用セッターの強度を保つために貫通孔は設けていない。

上記構成の電子部品焼成用セッター４０を用いて、セラミック基板を焼成した場合でも、前記電子部品焼成用セッター１０のときと同様に、その反りを抑える効果が得られた。

上記実施形態に示した貫通孔の開口率の調節のしかたとして、電子部品焼成用セッターの矩形の中心を中心とする円の内側と外側の領域に分けて行ったが、前記した円ではなく、多角形状で領域を分けてもよいし、被焼成物の雰囲気ガスの流れを考慮して、前記形状の中心と電子部品焼成用セッターの矩形の中心をずらしてもよい。また、前記貫通孔の底面形状も円形に限定するものではない。

また、被焼成物であるセラミックシート圧着体の上に、本発明の電子部品焼成用セッターと同様の貫通孔を有する平坦なアルミナ板を載置して焼成を行うことで、セラミック焼結体の反りや割れを、より低減させることも可能である。

１０電子部品焼成用セッター
１１、４３、４４貫通孔
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４直径
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４周期
Ｓ中心
Ｒ半径
２１セラミックシート圧着体
２２スペーサー

Claims

電子部品を一方主面に載置して用いる矩形平板状の電子部品焼成用セッターであって、
前記矩形平板状の表裏面を貫通する複数の貫通孔を有し、
前記貫通孔の開口率を、前記矩形平板状の矩形の中央部から周縁部に向かって段階的に低くすることを特徴とする電子部品焼成用セッター。
前記貫通孔のすべての底面形状とその大きさを同一とし、
前記矩形平板状の矩形の中心を中心とする円の内側の領域とその外側の領域とで、前記貫通孔を配置する周期を異ならせたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品焼成用セッター。
前記貫通孔の底面の大きさを異ならせたことを特徴とする請求項２に記載の電子部品焼成用セッター。